化学平衡是高考的重点与难点,准确理解其核心特征并掌握判断方法,是攻克此类题目的关键。对于高三学生而言,既要牢记基本概念,更要学会在具体情境中灵活应用。
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一、 教师视角:“逆、等、动、定、变”五大特征
这是理解化学平衡的理论基石,必须深刻理解其含义。
- 逆:研究对象必须是可逆反应。此为前提。
- 等:达到平衡时,正反应速率与逆反应速率相等(v(正) = v(逆) ≠ 0)。这是平衡的本质。
- 动:平衡是一种动态平衡。反应并未停止,正、逆反应仍在同时进行。
- 定:在平衡状态下,各组分的浓度、百分含量保持恒定。这是最直观的判断依据。
- 变:当改变外界条件(浓度、温度、压强)时,平衡会发生移动。这体现了平衡的相对性。
二、 学霸策略:紧扣“变量不变”原则进行判断
学霸在判断一个可逆反应是否达到平衡状态时,会运用一个高效的核心原则:寻找反应过程中的“变量”,当该“变量”不再随时间改变时,即达到平衡。
- 核心思路:分析反应前后,哪些物理量是发生变化的。这些会变化的量,就是我们的判断依据。一旦它们“定”了,平衡就“定”了。
三、 实战应用:从“变量”到“判据”
以恒温恒容下的反应 2SO₂(g) + O₂(g) ⇌ 2SO₃(g) 为例:
- 压强:这是一个变量。反应前,气体总物质的量大;随着反应进行,气体总物质的量减小,压强也随之减小。当混合气体的压强不再改变时,说明气体总物质的量已恒定,反应达到平衡。
- 密度:密度 = 气体总质量 / 容器体积。气体总质量始终不变,容器体积恒定,所以密度是不变量。因此,混合气体的密度不变不能作为此反应的平衡判据。
- 颜色:对于有颜色物质参与的反应,如 2NO₂(g) ⇌ N₂O₄(g) (NO₂为红棕色),颜色的深浅与NO₂的浓度有关。当混合气体的颜色不再改变时,说明NO₂的浓度已定,反应达到平衡。
总结与提醒
判断化学平衡状态,关键在于识别出反应体系中的“变量”。在复习时,请务必:
- 理解本质:牢记平衡是“动态”的,“速率相等”是核心。
- 分类记忆:对不同反应(尤其是气体参与的反应),预先分析其压强、平均分子量、密度等是否是变量。
- 规避陷阱:像气体密度、混合气体平均摩尔质量等,在反应前后总质量不变的气体反应中,可能是恒定的,不能作为普适判据。
当你熟练掌握“变量不变”这一原则,就能在复杂的选项和情境中迅速找到正确答案。
